哈尔滨工程大学学报计算机网络论文范文

　　PTN网络近年来开始启动大规模建设，主要用于承载基站回传业务和集团客户专线业务。其中，基于PWE3（Pseudo-WireEmulationEdgetoEdge）伪线仿真技术以及1588V2时间同步+同步以太网的同步技术的应用（2G基站TDM业务对传输网络的主要要求是建立时隙通道，实现0.05ppm的时钟同步精度，并达到业务中断时间小于50ms的电信级保护），PTN可以有效地进行2G基站回传业务的传送。

　　但由于PTN通过仿真电路方式实现TDM电路传送本身的技术限制，在实际网络应用中需加以关注，并结合网络规划和设计对该类设备的应用进行优化。

　　2PTN伪线仿真技术分析

　　2.1PWE3协议

　　PTN通过PWE3伪线仿真技术，在PTN网络中尽可能真实地模仿ATM、以太网、低速TDM电路和SDH等业务的基本行为和特征。

　　通过PWE3技术可以将传统的网络与分组交换网络互连起来，从而实现资源的共享和网络的拓展。

　　PWE3是一种端到端的二层业务承载技术，属于点到点方式的L2VPN。在PSN网络的两台PE中，它以LDP/RSVP作为信令，通过隧道（可能是MPLS隧道、GRE、L2TPv3或其他）模拟CE端的各种二层业务，如各种二层数据报文、比特流等，使CE端的二层数据在PSN网络中透明传递。

　　PWE3基本传输构件在网络中的位置如图1所示：

　　通过PWE3技术实现的PW分为两类：静态PW、动态PW。

　　静态PW不使用信令协议进行参数协商，而是通过命令手工指定相关信息，数据通过隧道在PE之间传递。

　　动态PW是指通过信令协议建立起来的PW。在PTN中，建立PW的信令协议是LDP。

　　实际应用中，对于业务流向明确、且定义了明确电路调度原则的PTN网络，一般采用静态PW方式。

　　2.2静动混合多跳组网

　　混合多跳PW是指一端是静态PW、一端是动态PW（LDP），其中静态PW或者动态PW也可能是多跳的，但不包括静态PW和动态PW交错出现的情况。

　　除了在静态PW和动态PW交汇的S-PE上配置和处理不一致以外，其它单一形式的PW在U-PE和S-PE上的处理和以上静态PW或者动态PW的一致。

　　在动态PW和静态PW交汇处的S-PE上，对于动态PW一端来说，静态PW一端可以认为是动态PW的AC，静态PW状态的变化就相当于动态PW的AC状态变化。为了信令协商，需要指明该PW的类型、接口MTU等参数，而且这些参数必须和静态PW的CEinterface一致。

　　对于静态PW，如果隧道存在，静态PW就UP；对于动态PW，如果隧道存在，远端PW的状态UP，远端PWTYPE和MTU和本地配置的一致，则动态PW也UP。

　　2.3PW保护

　　PW保护是为了在一个PW出现问题（如一个PW的隧道被删除）后能够快速切换到另一个PW，实现数据层面的快速切换。如图2所示。

　　为了实现PW的保护，需要做如下工作（多跳的情况下）：

　　（1）在两个U-PE上需要分别配置两个PW，一一对应，其中一个U-PE（U-PE1）上的一个PW（PW5）配置为备份PW；在经过的S-PE上分别配上PW，与U-PE的配置一起实现MH-PW。

　　（2）主备PW都需要进行信令协商和处理，且与普通的动态多跳PW的信令处理一致。

　　（3）如果主PW状态出现问题（LDP会话DOWN、隧道被删除），需要立即通告备份PW；如果备份PW状态UP，会升级为主PW。

　　2.4PWE3承载TDM业务

　　TDM电路中，传输通道被划分成不同的时隙，不同的时隙可用来传递不同用户的数据。如图3所示：

　　图3TDM电路时隙示意图

　　根据E1电路是否进行结构化，可以分为UnframedE1（把所有时隙作为一个整体来传递用户数据）、FramedE1（时隙0用来传递信令和帧分隔符，时隙1到31用来传递不同用户的业务数据）。局端侧STM-1的接口一般采用C-STM-1接口实现对E1电路的解析。

　　在PTN内，非结构化的E1采用SAToP协议传送，结构化的E1采用CESoPSN协议传送。考虑到CESoPSN对设备处理能力的占用以及对传输时延的影响，如没有特殊需求，一般采用SAToP方式。

　　使用PW方式在PTN网络上仿真传送TDM业务，主要包括以下几个要素需要被运载到伪线的另外一端：TDM业务数据、TDM业务数据的帧格式、TDM业务在AC侧告警和信令、TDM同步定时信息。

　　3PTN网络TDM电路承载分析

　　3.1承载类型

　　目前PTN网络承载TDM类电路主要有两种情况：Abis电路以及TDM专线。

　　根据移动集团的技术路标以及建设意见，PTN后续将承载2G新站以及部分新增的TDM专线客户接入。随着网络规模的不断增加，PTN承载2G基站的比例预计达到10%～30%。TDM类专线由于集团客户的业务需求以及接入场景的限制，采用PTN方式接入的总体比例一般不高。3.2承载效率分析

　　PTN设备在承载2G基站业务时，是通过对E1业务的电路仿真来实现TDM业务在包交换网络上的传输。E1业务在PTN网络上传送时的封装结构如图4所示，其中Data（Payload）部分为E1帧净荷。

　　从图4所示的封装结构中可以看到，每个传送E1业务的MPLS帧里会增加34个字节的开销，若一个MPLS业务帧里承载N个E1帧，则E1业务的承载效率可计算如下：

　　承载效率=（N×32）/（N×32+34）×100%（1）

　　在缺省配置下，每一MPLS业务帧里封装8帧E1，E1业务的承载效率为88.28%。其他帧长下E1业务的承载效率如表1所示：

　　SDH承载2M业务时，每一个STM-1中只能封装63个E1，即其承载效率为：63×2.048/155.52=82.96%。由此可见，就封装效率而言，PTN设备承载2G基站业务的效率要更高。

　　此外，对于OAM开销而言，如采用n×E1的PW传送且开启PW层的OAM功能，则将消耗较多的带宽开销以及一定的设备处理能力。目前一般建议通过跨层繁殖的方式降低OAM开销带来的对网络资源的影响。

　　3.3承载性能分析

　　对2G基站业务来说，时延和抖动是两项重要指标。PTN在通过电路仿真传送TDM业务时会引入3部分的时延：封包时延、缓存时延和处理时延。处理时延为固定值，一般为0.5ms，封包时延和缓存时延与业务配置有关，在缺省配置下，每一MPLS包中封装8帧E1，从而引入的时延为8×125μs=1ms，而缓存时延为4ms，因此总时延大小为5.5ms，满足《中国移动城域传送网PTN设备规范》中关于CES业务“单向时延不超过8ms”的要求。

　　在抖动指标方面，PTN网络中一般将仿真TDM业务设置为仅低于网管和信令的高优先级业务，其性能优先保障，从而最大限度地减小了TDM业务在包网络中传送而引入的抖动，并且PTN设备通过缓存处理等技术进一步减小抖动。通过PTN网络传送后，TDM业务的抖动指标完全满足G.823标准的规定。

　　实验室测得的E1业务性能如表2所示。可以看出，PTN网络满足2G基站业务的性能要求。

　　此外，对于PTN设备，一般存在LSP/PW穿通实例数和终结实例数的限制，一般设备受到硬件条件限制为2～8K。对于E1业务的PW，部分业务集中节点局部可能出现资源瓶颈。

　　另外，PWE3天然的技术特点决定了目前主流厂家设备中TDM类的板卡最高速率一般在STM-1～STM-4之间，集成度相对较低，对于大型城域传送网络应用，存在端口收敛能力的应用限制。

　　3.4业务配置和维护复杂度分析

　　PTN设备在引入分组交换的同时，继承了SDH网络在OAM、保护及网管等方面的优异特性。PTN网络承载2G基站业务时，采用PWE3来实现业务感知和按需配置，保留了以下SDH设备的配置和运维习惯：

　　（1）业务配置时只需要关心边界接入网元以及核心落地节点时隙对应关系，而无需关注中间节点；

　　（2）业务配置完成后可以通过相应的告警信息确认业务运行是否正常，故障定位简单；

　　（3）在业务保护方面，采用和SDH类似的1+1或1：1保护方式，遵从SDH配置习惯，操作简单。

　　同时，由于单站E1的TDM电路量一般较大，维护方面也存在一定的问题：

　　（1）同时开通多条GSM业务时，虽结合网管通过批量创建业务方式进行批量创建，但需要逐条进行网管上载，耗时较长；

　　（2）在网络割接中，由于PW数量较多，影响业务割接开通的时间。